JP7464880B2 - Biological information analysis system, non-transitory storage medium, and biological information analysis method - Google Patents
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Description
本発明は、生体情報解析システム、非一時的記憶媒体及び生体情報解析方法に関する。 The present invention relates to a biometric information analysis system, a non-transitory storage medium, and a biometric information analysis method.
医療や介護の現場において、センサを用いて患者の生体情報を24時間の生活活動においてモニタリングし、適切な治療を行うためのシステムが提案されている(例えば、非特許文献1参照)。このようなシステムは、例えば生体情報のデータを取得するセンサ端末、センサ端末から生体情報のデータを取得し他装置へ中継する中継端末、生体情報のデータに基づいた解析等を行う外部端末を備える。このようなシステムでは、中継端末と外部端末との間のネットワークにおいてトラフィックの負荷を軽減するために、中継端末にて生体情報のデータに対してダウンサンプリングを行う。ダウンサンプリングには、周期的にデータを間引く方法や、周期的にある期間のデータの統計値(例えば平均値)を算出する方法などがある。In medical and nursing care settings, a system has been proposed that uses sensors to monitor a patient's biological information during daily activities 24 hours a day and provide appropriate treatment (see, for example, Non-Patent Document 1). Such a system includes, for example, a sensor terminal that acquires biological information data, a relay terminal that acquires the biological information data from the sensor terminal and relays it to another device, and an external terminal that performs analysis based on the biological information data. In such a system, in order to reduce the traffic load in the network between the relay terminal and the external terminal, downsampling is performed on the biological information data at the relay terminal. Downsampling can be done by periodically thinning out data or periodically calculating statistics (for example, the average value) of data over a certain period of time.
また、ダウンサンプリングの対象となる生体情報のデータをセンサ端末から中継端末に送信する技術にも複数の種類がある。例えば、無線モジュールによってセンサ端末から中継端末へリアルタイムに送信する技術がある。例えば、センサ端末が備える内蔵メモリにおいて生体情報のデータを一度蓄積し、後に所定のタイミングで中継端末へ送信される技術もある(例えば非特許文献2参照)。 There are also several types of technologies for transmitting the biometric data to be downsampled from the sensor terminal to the relay terminal. For example, there is a technology that transmits the data from the sensor terminal to the relay terminal in real time using a wireless module. For example, there is also a technology that accumulates the biometric data in the built-in memory of the sensor terminal and later transmits it to the relay terminal at a predetermined timing (for example, see Non-Patent Document 2).
センサ端末から中継装置へ転送される際に、無線通信(例えばBluetooth Low Energy:BLE)の過程において、雑音や干渉の影響により通信が失敗する場合があった。その後に通信を再接続することで送信を再開した場合、送信されたデータを用いた処理が適切に行われない場合があった。例えば、送信の再開後に中継端末へ到来するデータは、再開前に送信されていたデータとひとかたまりのデータとして取り扱われるべきものであるのか、再開前に送信されていたデータとは別のかたまりのデータとして取り扱われるべきものであるのか、判別することが難しく、誤って取り扱われる場合があった。誤って取り扱われた場合には、データの精度の低下が生じてしまうおそれがあった。ひとかたまりのデータとして取り扱われるべきものの具体例としては、例えば同一のユーザの生体情報のデータや、同一の統計値を出すために用いられるデータがある。再開前に送信されていたデータとは別のかたまりのデータとして取り扱われるべきものの具体例としては、例えば他のユーザの生体情報のデータや、一度正常に通信が終了した後に新たに送信された生体情報のデータや、それぞれ異なる統計値を出すために用いられるデータがある。
また、誤って取り扱われることを防止するために、通信が失敗した場合には、送信の再開前に送信されていた一部分のデータについては、統計値の算出に用いないように処理が行われる場合もあった。しかし、このような処理では、一部分のデータが欠落してしまうため、その後の解析などの精度が低下してしまうおそれもあった。
When data is transferred from a sensor terminal to a relay device, communication may fail due to noise or interference during wireless communication (e.g., Bluetooth Low Energy: BLE). When the data is subsequently reconnected and transmission is resumed, processing using the transmitted data may not be performed appropriately. For example, it is difficult to determine whether the data arriving at the relay terminal after the transmission is resumed should be treated as a single block of data with the data transmitted before the restart, or should be treated as a separate block of data from the data transmitted before the restart, and the data may be mishandled. If the data is mishandled, there is a risk of the accuracy of the data decreasing. Examples of data that should be treated as a single block of data include, for example, biometric data of the same user, and data used to produce the same statistical value. Examples of data that should be treated as a separate block of data from the data transmitted before the restart include, for example, biometric data of another user, biometric data newly transmitted after communication has been normally terminated, and data used to produce different statistical values.
In addition, in order to prevent mishandling, in the event of a communication failure, some data that had been transmitted before the transmission was resumed would not be used in the calculation of statistics. However, such processing could result in some data being lost, which could reduce the accuracy of subsequent analysis.
上記事情に鑑み、本発明は、データの通信において失敗が生じた場合であっても、データの精度の低下と欠落とを抑止することが可能となる技術の提供を目的としている。In view of the above circumstances, the present invention aims to provide technology that makes it possible to prevent a decrease in data accuracy and loss of data even if a failure occurs in data communication.
本発明の一態様は、生体情報を取得する生体センサを有したセンサ端末から、生体情報の時系列データを受信するデータ受信部と、受信された前記時系列データを記憶する記憶部と、受信された前記時系列データのうち所定の期間のデータに基づいて第1代表値を取得する第1代表値取得部と、時間軸で連続する複数の前記第1代表値に基づいて第2代表値を取得する第2代表値取得部と、を備え、前記第1代表値取得部は、前記データ受信部と前記センサ端末との間の通信においてエラーが生じた場合に、所定の条件が満たされる場合には、前記エラーが生じる前に送信され前記記憶部に記憶されたエラー前時系列データと、前記エラーが生じた後に前記センサ端末から送信されてきたエラー後時系列データと、を用いて前記第1代表値を取得する、生体情報解析システムである。One aspect of the present invention is a bioinformation analysis system comprising a data receiving unit that receives time series data of bioinformation from a sensor terminal having a biosensor that acquires bioinformation, a memory unit that stores the received time series data, a first representative value acquisition unit that acquires a first representative value based on data of a predetermined period from the received time series data, and a second representative value acquisition unit that acquires a second representative value based on a plurality of the first representative values that are consecutive on the time axis, wherein when an error occurs in communication between the data receiving unit and the sensor terminal, and a predetermined condition is satisfied, the first representative value acquisition unit acquires the first representative value using pre-error time series data that was transmitted before the error occurred and stored in the memory unit, and post-error time series data transmitted from the sensor terminal after the error occurred.
本発明の一態様は、コンピュータを、上記の生体情報解析システムとして機能させるためのプログラムを記憶した非一時的記憶媒体である。 One aspect of the present invention is a non-transitory storage medium storing a program for causing a computer to function as the above-mentioned bioinformation analysis system.
本発明の一態様は、生体情報を取得する生体センサを有したセンサ端末から、生体情報の時系列データを受信するデータ受信ステップと、受信された前記時系列データを記憶する記憶ステップと、受信された前記時系列データのうち所定の期間のデータに基づいて第1代表値を取得する第1代表値取得ステップと、時間軸で連続する複数の前記第1代表値に基づいて第2代表値を取得する第2代表値取得ステップと、を有し、前記第1代表値取得ステップにおいて、前記データ受信部と前記センサ端末との間の通信においてエラーが生じた場合に、所定の条件が満たされる場合には、前記エラーが生じる前に送信され前記記憶部に記憶されたエラー前時系列データと、前記エラーが生じた後に前記センサ端末から送信されてきたエラー後時系列データと、を用いて前記第1代表値を取得する、生体情報解析方法である。One aspect of the present invention is a bioinformation analysis method comprising a data receiving step of receiving time series data of the bioinformation from a sensor terminal having a biosensor that acquires the bioinformation, a storage step of storing the received time series data, a first representative value acquisition step of acquiring a first representative value based on data of a predetermined period from the received time series data, and a second representative value acquisition step of acquiring a second representative value based on a plurality of the first representative values that are consecutive on the time axis, wherein in the first representative value acquisition step, if an error occurs in communication between the data receiving unit and the sensor terminal, and if a predetermined condition is satisfied, the first representative value is acquired using pre-error time series data that was transmitted before the error occurred and stored in the storage unit, and post-error time series data that was transmitted from the sensor terminal after the error occurred.
本発明により、データの通信において失敗が生じた場合であっても、データの精度の低下と欠落とを抑止することが可能となる。 The present invention makes it possible to prevent a decrease in data accuracy and loss of data even if a failure occurs in data communication.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図1から図26を参照して詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
まず、本発明の第1の実施の形態に係る生体情報解析装置1の構成の概要を説明する。
図1は、生体情報解析装置1の機能構成を示すブロック図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to FIGS.
[First embodiment]
First, an outline of the configuration of a biological information analysis device 1 according to a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing the functional configuration of a biological information analysis device 1.
[生体情報解析装置の機能ブロック]
生体情報解析装置1は、センサデータ取得部10、制御部11、時刻取得部12、記憶部13、提示部14、および送受信部15を備える。
[Functional blocks of the bioinformation analyzer]
The biological information analysis device 1 includes a sensor
センサデータ取得部10は、ユーザに装着された後述のセンサ105によって計測されたユーザの生体情報を取得する。より具体的には、センサデータ取得部10は、例えば、センサ105として心拍計がユーザに装着されている場合には、心拍計で計測された心電位に基づく心電波形から心拍数を算出する。また、センサデータ取得部10は、センサ(生体センサ)105として加速度センサがユーザに装着されている場合には、加速度センサで計測されたアナログ加速度信号を所定のサンプリングレートでデジタル信号に変換する。The sensor
センサデータ取得部10は、心拍数やデジタルデータの加速度信号と、加速度信号がセンサ105で取得された計測時刻とが互いに関連付けられた時系列データを出力する。この例では、心拍数および加速度データが生体情報となる。センサデータ取得部10によって計測された生体情報の時系列データは後述する記憶部13に記憶される。The sensor
制御部11は、第1代表値取得部110と第2代表値取得部111とを備える。制御部11は、記憶部13に記憶されたユーザの生体情報の時系列データの統計的な代表値を取得する。本実施の形態では、ユーザの生体情報の時系列データの統計的な代表値を、演算により算出することによって、取得する。ユーザの生体情報の時系列データの統計的な代表値を取得するには、算出以外に、例えばルックアップテーブルを用いた処理等を用いるようにしてもよい。制御部11は、本実施の形態では、制御部11は、2段階で生体情報の代表値を算出する。制御部11は、生体情報の代表値として、例えば、一定期間ごとの生体情報の平均値または割合を算出してもよい。The
第1代表値取得部110は、ユーザの生体情報の時系列データから、設定されている期間ごとに、生体情報の中間的な代表値である第1代表値(以下、「中間代表値」という。)を算出する。算出された中間代表値は、記憶部13に蓄積される。より具体的には、第1代表値取得部110は、センサデータ取得部10によって取得された生体情報の時系列データにおいて、例えば、60秒ごとの平均値を示す中間代表値を算出する。The first representative
第2代表値取得部111は、1つの中間代表値または連続する複数の中間代表値に基づいて、生体情報の時系列データの最終的な代表値である第2代表値(以下、「最終代表値」という。)を算出する。算出された最終代表値は、記憶部13に記憶される。The second representative
より具体的には、第2代表値取得部111は、例えば、連続する5つの中間代表値を用いて1つの最終代表値を算出する。例えば、60秒間隔で算出された連続する5つの中間代表値に基づいて、第2代表値取得部111は、5分間の期間における代表値を最終代表値として算出する。なお、第2代表値取得部111が最終代表値を算出する際に用いる連続する中間代表値の個数は任意に設定することができる。
More specifically, the second representative
時刻取得部12は、生体情報解析装置1において用いられる基準時刻を取得する。時刻取得部12は、例えば、生体情報解析装置1に設けられた時計107から取得してもよいが、図示しないタイムサーバから時刻情報を取得してもよい。時刻取得部12によって取得された時刻情報は、センサデータ取得部10が生体情報のサンプリングを行う際や、第1代表値取得部110による中間代表値の算出における期間の計算に用いられる。The
記憶部13は、センサデータ取得部10によって計測されたユーザの生体情報の時系列データを記憶する。また、記憶部13は、第1代表値取得部110によって、設定された期間ごとに算出された中間代表値を記憶する。また、記憶部13は、第2代表値取得部111によって算出された最終代表値を記憶する。The
提示部14は、制御部11により算出された代表値を提示する。より詳細には、提示部14は、後述の表示装置109に生体情報の最終代表値を表示する。また、提示部14は、最終代表値に基づいてユーザを支援する情報を生成して提示する。提示部14は、ユーザを支援する情報を、表示装置109や音声出力装置、光源、アクチュエータ、温熱機器などで実現される動作装置(図示しない)に出力してもよい。The
送受信部15は、後述するセンサ105によって計測された生体情報を示すセンサデータを受信する。また、送受信部15は、制御部11による生体情報の最終代表値を通信ネットワークを介して外部に送出することができる。The transmission/
[生体情報解析装置のハードウェア構成]
次に、上述した機能を有する生体情報解析装置1のハードウェア構成の例について図2のブロック図を用いて説明する。
[Hardware configuration of the biological information analysis device]
Next, an example of the hardware configuration of the biological information analyzer 1 having the above-mentioned functions will be described with reference to the block diagram of FIG.
図2に示すように、生体情報解析装置1は、例えば、バス101を介して接続されるCPU102、主記憶装置103、通信インターフェース104、補助記憶装置106、時計107、入出力装置108を備えるコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。生体情報解析装置1には、外部に設けられたセンサ105と表示装置109とがそれぞれバス101を介して接続されている。2, the bioinformation analysis device 1 can be realized by, for example, a computer including a
主記憶装置103には、CPU102が各種制御や演算を行うためのプログラムが予め格納されている。CPU102と主記憶装置103とによって、図1に示した制御部11を含む生体情報解析装置1の各機能が実現される。The main memory 103 stores in advance programs that the
通信インターフェース104は、通信ネットワークNWを介して各種外部電子機器との通信を行うためのインターフェース回路である。
The
通信インターフェース104としては、例えば、LTE(Long Term Evolution)、3G、無線LAN(Local Area Network)、Bluetooth(登録商標)などの無線データ通信規格に対応した演算インターフェースおよびアンテナが用いられる。通信インターフェース104によって、図1で説明した送受信部15が実現される。The
センサ105は、例えば、心拍計、心電計や加速度センサなどのセンサによって実現される。センサ105は、予め設定された計測期間にわたってユーザに装着され、ユーザの心拍数や加速度などの生体情報を計測する。The
補助記憶装置106は、読み書き可能な記憶媒体と、その記憶媒体に対してプログラムやデータなどの各種情報を読み書きするための駆動装置とで構成されている。補助記憶装置106には、記憶媒体としてハードディスクやフラッシュメモリなどの半導体メモリを使用することができる。The
補助記憶装置106は、センサ105により計測された生体情報の時系列データを記憶する記憶領域や、生体情報解析装置1が生体情報の解析処理を行うためのプログラムを格納するプログラム格納領域を有する。補助記憶装置106によって、図1で説明した記憶部13が実現される。さらには、例えば、上述したデータやプログラムなどをバックアップするためのバックアップ領域などを有していてもよい。The
時計107は、コンピュータに内蔵されている内蔵時計などで構成され、時刻を計時する。時計107によって得られた時刻情報は、生体情報のサンプリングや代表値の算出処理に用いられる。なお、時計107によって得られた時刻情報は、図1で説明した時刻取得部12によって取得される。The
入出力装置108は、センサ105や表示装置109など外部機器からの信号を入力したり、外部機器へ信号を出力したりするI/O端子により構成される。The input/
表示装置109は、生体情報解析装置1の提示部14として機能する。表示装置109は液晶ディスプレイなどによって実現される。また、表示装置109は、生体情報の最終代表値に基づいて生成されるユーザの支援情報を出力する動作装置を構成する。The
[生体情報解析方法]
次に、上述した構成を有する生体情報解析装置1の動作について図3のフローチャートを用いて説明する。まず、センサ105がユーザに装着された状態で以下の処理が実行される。
[Biometric information analysis method]
Next, the operation of the biological information analyzer 1 having the above-mentioned configuration will be described with reference to the flowchart of Fig. 3. First, the following process is executed in a state where the
センサデータ取得部10は、ユーザに装着されたセンサ105で計測された生体情報を取得する(ステップS1)。より詳細には、センサデータ取得部10は、生体情報を取得して、生体情報と計測時刻とが互いに関連付けられた時系列データを出力する。次に、生体情報の時系列データは記憶部13に記憶される(ステップS2)。The sensor
次に、第1代表値取得部110は、ステップS1で計測された生体情報の時系列データの中間代表値を算出する(ステップS3)。より詳細には、第1代表値取得部110は、設定された期間ごと、例えば、60秒ごとに生体情報の時系列データの平均値を算出する。Next, the first representative
その後、所定の時間が経過した後に、第2代表値取得部111は、ステップS3で算出された中間代表値に基づいて、生体情報の時系列データの最終代表値を算出する(ステップS4)。より詳細には、第2代表値取得部111は、予め設定された連続する複数の中間代表値の代表値を最終代表値として算出する。例えば、第2代表値取得部111は、連続する5つの中間代表値がステップS3で算出された後に、これらの中間代表値の平均値を算出してもよい。その後、制御部11は、ステップS4で算出された最終代表値を出力する(ステップS5)。なお、制御部11は、ステップS3で算出された中間代表値を最終代表値とともに出力してもよい。Then, after a predetermined time has elapsed, the second representative
図4は、制御部11による代表値算出処理の一例を説明するための図である。図4に示す上段(a)は、センサデータ取得部10によって取得された生体情報のデータ列を経過時間とともに示している。中段(b)は、中間代表値の列と各中間代表値の算出の基礎となった生体データの計測期間(以下、「算出期間」ということがある。)を示している。下段(c)は、最終代表値の列とその算出範囲の期間を示している。
Figure 4 is a diagram for explaining an example of the representative value calculation process by the
ここで、中間代表値Aiは、i番目に算出された中間代表値を表し、行列の形式で表現される。任意の期間における生体情報の計測値の和Si、計測値の個数Niとすると、中間代表値Aiは、次の式(1)で表される。 Here, the intermediate representative value A i represents the i-th calculated intermediate representative value and is expressed in the form of a matrix. If the sum of the measurement values of the biological information in an arbitrary period is S i and the number of the measurement values is N i , the intermediate representative value A i is expressed by the following formula (1).
上式(1)において、atは、計測時間tにおける生体情報の計測値であり、t1、t2は、それぞれ中間代表値を算出するために設定された期間の起点および終点時刻である。また、上式(1)においては、算出期間の長さを60秒とし、その間の生体情報atを1/f周期でサンプリングしている。本実施の形態では、iが1つ増加する度に1算出期間ずつ、すなわち60秒ずつスライドするような例とした。 In the above formula (1), a t is the measurement value of the biological information at the measurement time t, and t1 and t2 are the start and end times of the period set for calculating the intermediate representative value, respectively. In addition, in the above formula (1), the length of the calculation period is set to 60 seconds, and the biological information a t during that period is sampled at a 1/f cycle. In this embodiment, an example is given in which the calculation period slides by one, that is, by 60 seconds, every time i increases by one.
また、最終代表値Biは、次の式(2)で表される。
以上説明した生体情報解析装置1の各機能は、1つの計算機に設けられる場合だけでなく、通信ネットワークを介して互いに通信可能に接続された複数の計算機に分散して構成されてもよい。Each function of the bioinformation analysis device 1 described above may not only be provided on a single computer, but may also be distributed across multiple computers that are communicatively connected to each other via a communication network.
[生体情報解析システム]
次に、本発明に係る生体情報解析装置1を具体的に構成した生体情報解析システムについて図5および図6を参照して説明する。
生体情報解析システムは、例えば、図5に示すように、ユーザ500に装着されるセンサ端末200と、中継端末300と、外部端末400とを備える。センサ端末200、中継端末300、外部端末400のすべてもしくはいずれかは、図1で説明した制御部11などの生体情報解析装置1の各機能を備える。なお、以下においては、中継端末300が図1で説明した制御部11を備える場合について説明する。
[Biometric information analysis system]
Next, a biological information analysis system that specifically configures the biological information analysis device 1 according to the present invention will be described with reference to FIGS.
5, the bioinformation analysis system includes a
[センサ端末の機能ブロック]
センサ端末200は、センサ(生体センサ)201、センサデータ取得部202、データ記憶部203、およびデータ送信部204を備える。センサ端末200は、例えば、ユーザ500の体の体幹に配置されて複数の時間周期にわたる生体情報を計測する。センサ端末200は、計測したユーザ500の生体情報を通信ネットワークNWを介して中継端末300に送信する。
[Sensor terminal functional block]
The
センサ201は、心拍計や加速度センサなどで実現される。センサ201が備える加速度センサの3軸は、例えば、図5に示すように、X軸は体の左右方向、Y軸は体の前後方向、Z軸は体の上下方向に平行に設けられる。センサ201は、図2で説明したセンサ105に対応する。The
センサデータ取得部202は、センサ201によって計測された生体情報を取得する。より詳細には、センサデータ取得部202は、取得した生体情報のノイズの除去を必要に応じて行い、サンプリング処理を行い、デジタル信号の生体情報における時系列データを求める。センサデータ取得部202は、図1で説明したセンサデータ取得部10に対応する。The sensor
データ記憶部203は、センサ201によって検出された生体情報や、センサデータ取得部202によって処理されて得られたデジタル信号による生体情報の時系列データを記憶する。データ記憶部203は、記憶部13(図1)に対応する。The
データ送信部204は、データ記憶部203に記憶されている生体情報の時系列データを、通信ネットワークNWを介して中継端末300に送信する。データ送信部204は、例えば、LTE、3G、無線LANやBluetooth(登録商標)等の無線データ通信規格に対応した無線通信を行うための通信回路を備える。データ送信部204は、送受信部15(図1)に対応する。The
[中継端末の機能ブロック]
中継端末300は、データ受信部301、データ記憶部302、時刻取得部303、制御部304、およびデータ送信部307を備える。中継端末300は、センサ端末200から受信した、ユーザ500の生体情報の時系列データから統計的な代表値を段階的に求める。さらに、中継端末300は、算出した代表値を外部端末400に送信する。
[Function block of relay terminal]
The
中継端末300は、スマートフォン、タブレット、ノートパソコンなどによって実現される。The
データ受信部301は、通信ネットワークNWを介してセンサ端末200から生体情報の時系列データを受信する。データ受信部301は、送受信部15(図1)に対応する。The
データ記憶部302は、データ受信部301が受信したユーザ500の生体情報や、制御部304によって取得される生体情報の代表値を記憶する。データ記憶部302は、記憶部13(図1)に対応する。The
時刻取得部303は、制御部304による生体情報の解析処理において用いられる時刻情報を内蔵時計(時計107)から取得する。時刻取得部303は、図1で説明した時刻取得部12に対応する。The
制御部304は、第1代表値取得部305と第2代表値取得部306とを備える。
制御部304は、データ受信部301によって受信されたユーザ500の生体情報の時系列データの平均値などの統計的な代表値を段階的に求める。制御部304は、図1で説明した制御部11に対応する。
The
The
第1代表値取得部305は、設定されている期間、例えば60秒ごとに、ユーザ500の生体情報の時系列データから中間代表値を算出する。算出された中間代表値はデータ記憶部302に記憶される。
第2代表値取得部306は、連続する複数の中間代表値から最終代表値を算出する。
第1代表値取得部305および第2代表値取得部306は、それぞれ図1で説明した第1代表値取得部110および第2代表値取得部111に対応する。
The first representative
The second representative
The first representative
データ送信部307は、第2代表値取得部306が算出した最終代表値を通信ネットワークNWを介して外部端末400に送信する。データ送信部307は、送受信部15(図1)に対応する。なお、データ送信部307は、最終代表値とともに中間代表値を送信してもよい。The
[外部端末の機能ブロック]
外部端末400は、データ受信部401、データ記憶部402、提示処理部403、および提示部404を備える。外部端末400は、中継端末300から通信ネットワークNWを介して受信したユーザ500の生体情報の最終代表値を提示する。外部端末400は、算出された最終代表値に基づいて生成されたユーザ500に対する支援情報の提示を行う。
[External terminal function block]
The
外部端末400は、中継端末300と同様に、スマートフォン、タブレット、ノートパソコンなどによって実現される。外部端末400は受信した最終代表値を表示する表示装置や、算出された最終代表値に基づいて生成されるユーザ500を支援する情報を出力する動作装置(図示しない)を備えている。外部端末400が備える動作装置の例として、表示装置、音声出力装置、光源、アクチュエータ、温熱機器などが挙げられる。The
音声出力装置としては、例えば、スピーカや楽器を用いてもよい。光源としては、LED(Light Emitting Diode)や電球を用いてもよい。アクチュエータとしては、振動子やロボットアーム、電気治療器を用いてもよい。また、温熱機器としては、ヒータやペルチェ素子などを用いてもよい。 For example, a speaker or a musical instrument may be used as the audio output device. An LED (Light Emitting Diode) or a light bulb may be used as the light source. A vibrator, a robot arm, or an electric treatment device may be used as the actuator. A heater or a Peltier element may be used as the heating device.
データ受信部401は、通信ネットワークNWを介して中継端末300から生体情報の最終代表値を受信する。データ受信部401は、送受信部15(図1)に対応する。The
データ記憶部402は、データ受信部401によって受信された生体情報の最終代表値を記憶する。データ記憶部402は、記憶部13(図1)に対応する。The
提示処理部403は、受信された最終代表値に基づいてユーザ500に対する支援情報を生成する。提示処理部403は、図1で説明した提示部14に対応する。The
提示部404は、最終代表値の提示や提示処理部403による指示に基づいて、ユーザ500に対する支援情報を提示する。より詳細には、外部端末400が備える表示装置に文字情報やグラフなどにより最終代表値や支援情報を表示したり、外部端末400が備える図示しないスピーカから、アラート音などにより支援情報を出力してもよい。その他、提示部404は、振動や光などユーザ500が認知可能な方法により支援情報を提示することができる。提示部404は、図1で説明した提示部14に対応する。The
このように、本発明に係る生体情報解析システムは、生体情報解析装置1の各機能がセンサ端末200、中継端末300、および外部端末400に分散された構成を有し、ユーザ500の生体情報の計測から代表値の算出および最終代表値の提示に関する処理を分散して行う。
In this way, the bioinformation analysis system of the present invention has a configuration in which the functions of the bioinformation analysis device 1 are distributed to the
[生体情報解析システムの動作シーケンス]
次に、上述した構成を有する生体情報解析システムの動作について、図7のシーケンス図を用いて説明する。また、以下においては生体情報の一例として、ユーザ500の心拍数の代表値を求める。
[Operation sequence of the biological information analysis system]
Next, the operation of the biological information analysis system having the above-mentioned configuration will be described with reference to the sequence diagram of Fig. 7. In the following, a representative value of the heart rate of the
図7に示すように、まず、ユーザ500に装着されたセンサ端末200は、ユーザ500の心拍数を計測する(ステップS100)。より詳細には、心拍計で構成されるセンサ201は、ユーザ500の心電位を計測する。センサデータ取得部202は、心電位に基づく心電波形からユーザ500の心拍数を取得する。7, first, the
次に、センサ端末200は、通信ネットワークNWを介して中継端末300にユーザ500の心拍数の時系列データを送信する(ステップS101)。中継端末300は、センサ端末200から心拍数の時系列データを受信すると、受信された時系列データをデータ記憶部302に記憶させる(ステップS102)。中継端末300は、受信された時系列データから、設定されている期間ごとに中間代表値を算出する(ステップS103)。より詳細には、第1代表値取得部305は、上述した式(2)を用いて、60秒ごとの中間代表値Aiを算出する。
Next, the
次に、第2代表値取得部306は、所定の時間の経過後、連続する複数の中間代表値から最終代表値を算出する(ステップS104)。より詳細には、第2代表値取得部306は、上述した式(2)を用いて、連続する5つの中間代表値を用いて最終代表値Biを算出する。
Next, after a predetermined time has elapsed, the second representative
このように、取得された生体情報の時系列データの代表値を求める際に、中間代表値を用いることで、例えば、300個あったデータ数を、行列の要素としては10個の中間代表値にまで減少させたうえで、最終代表値を算出することができる。また、データ転送に至るよりも前段の段階において最終代表値Biの算出を繰り返すことが可能であるため、移動平均をかけたうえで、かつ一定期間毎(本実施の形態では60秒毎)にデータをダウンサンプリングすることと同等の効果が得られる。そのため、転送すべきデータ容量を減らす効果が得られる。 In this way, by using the intermediate representative value when calculating the representative value of the time series data of the acquired biometric information, for example, the number of data items, which was 300, can be reduced to 10 intermediate representative values as matrix elements, and then the final representative value can be calculated. In addition, since it is possible to repeatedly calculate the final representative value B i at a stage prior to data transfer, it is possible to obtain an effect equivalent to downsampling the data after multiplying it by a moving average and at regular intervals (every 60 seconds in this embodiment). Therefore, it is possible to obtain an effect of reducing the amount of data to be transferred.
図7に戻り、その後、中継端末300は、通信ネットワークNWを介して、ユーザ500の心拍数の時系列データの最終代表値を外部端末400に送信する(ステップS105)。外部端末400は、最終代表値を受信すると、提示処理を実行する(ステップS106)。すなわち、外部端末400は、最終代表値を表示装置に表示させる。また、外部端末400は、最終代表値に基づいてユーザ500に対する支援情報を生成し、表示装置などに表示させる。Returning to FIG. 7, thereafter, the
以上説明したように、第1の実施の形態に係る生体情報解析装置1は、設定されている期間ごとに、生体情報の時系列データから中間代表値を算出し、連続する複数の中間代表値に基づいて最終代表値を算出する。そのため、計測された生体情報のデータ削減と要約とを同時並行的に実現することができる。As described above, the bioinformation analysis device 1 according to the first embodiment calculates an intermediate representative value from the time-series data of the bioinformation for each set period, and calculates a final representative value based on a series of intermediate representative values. This makes it possible to simultaneously reduce and summarize the measured bioinformation.
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、上述した第1の実施の形態と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
第1の実施の形態では、第2代表値取得部111が、予め設定されている個数の中間代表値に基づいて、最終代表値を算出する場合について説明した。これに対し、第2の実施の形態では、制御部11Aは、さらに調整部112を備える。調整部112は、第2代表値取得部111が最終代表値の算出に用いる中間代表値の数を、過去や将来に確保できる中間代表値の数に基づいて可変にする。以下、第1の実施の形態と異なる構成を中心に説明する。In the first embodiment, a case has been described in which the second representative
図8に示すように、生体情報解析装置1Aは、制御部11Aを備える。制御部11Aは、第1代表値取得部110、第2代表値取得部111、および調整部112を備える。生体情報解析装置1Aが備える他の機能構成は第1の実施の形態と同様である。8, the
調整部112は、既に算出されている中間代表値の数に基づいて、第2代表値取得部111が最終代表値の算出に用いる中間代表値の数を決定する。より詳細には、調整部112は、第2代表値取得部111が最終代表値を算出するごとに、最終代表値を算出するために十分な個数の中間代表値があるかを監視する。例えば、調整部112は。第2代表値取得部111が上述した式(2)を用いて最終代表値Biを算出する場合に必要となる連続する5つの中間代表値をカウントする。
The
より具体的には、図9に示すように、第2代表値取得部111が下段(c)に示す最終代表値Biを算出するためには、連続する5つの中間代表値Aiが必要である。第2代表値取得部111が、例えば、生体情報の計測開始から120秒の時点で、設定や外部からの信号に応じて、最終代表値Biを算出する場合、5つ中間代表値Aiが必要なところ、1つしか算出されていない。
9, five consecutive intermediate representative values A i are required for the second representative
この場合、調整部112は、第2代表値取得部111が最終代表値を算出するための中間代表値Aiの必要個数を調整する。調整部112は、第2代表値取得部111が最終代表値を算出する時点で既に算出されている中間代表値Aiの個数、またはその時点以後に算出される中間代表値Aiの個数のいずれか少ない方を採用する。
In this case, the
すなわち、生体情報の計測開始から120秒時点で第2代表値取得部111が最終代表値Biを算出する場合、既に算出されている中間代表値Aiが1つしかないので、未来に算出される中間代表値Aiについても1つのみ用い、120秒時点の中間代表値Ai1つと合わせて合計3個の中間代表値Aiに基づいて最終代表値Biを算出する(図9の下段(c’’))。
In other words, when the second representative
別の例について説明すると、第2代表値取得部111が、例えば生体情報の計測開始から60秒の時点で最終代表値Biを算出する場合、60秒の時点において、既に算出されている中間代表値Aiは0個である。そのため、調整部112は、未来に算出される中間代表値Aiの個数についても0個を採用する。この場合、第2代表値取得部111は、60秒時点の中間代表値Aiをそのまま最終代表値Biとして扱う(図9の下段(c’))。
To explain another example, when the second representative
また、図10に示すように、データ端においては、生体情報の計測値そのものを最終代表値として補完的に用いてもよい(図9の下段(c0))。 Also, as shown in Figure 10, at the end of the data, the measurement value of the biometric information itself may be used complementary as the final representative value (lower row (c0) of Figure 9).
[生体情報解析システムの動作シーケンス]
次に、本実施の形態に係る生体情報解析装置1Aの各機能が、図6で説明したセンサ端末200、中継端末300、および外部端末400を備える生体情報解析システムによって実現される場合の動作について、図11に示すシーケンス図を参照して説明する。なお、センサ端末200、中継端末300、および外部端末400の各機能ブロックは、図6で説明した構成と同様である。また、中継端末300が調整部112を備えるものとする。
[Operation sequence of the biological information analysis system]
Next, the operation of the
まず、センサ端末200がユーザ500に装着されて、ユーザ500の生体情報として、例えば心拍数を計測する(ステップS200)。より具体的には、センサ端末200は、心拍計(センサ201)でユーザ500の心電位を検出する。センサデータ取得部202は、センサ201から心電位を取得し、その心電位に基づく心電波形から心拍数を算出する。取得された心電位や心拍数はデータ記憶部203に記憶される。First, the
次に、センサ端末200は、計測した心拍数を通信ネットワークNWを介して中継端末300に送信する(ステップS201)。より具体的には、データ送信部204が、データ記憶部203から心拍数の時系列データを読み出して、通信ネットワークNWを介して中継端末300に送信する。Next, the
中継端末300は、センサ端末200からユーザ500の心拍数の時系列データを受信すると、受信された時系列データをデータ記憶部302に記憶させる(ステップS103)。中継端末300は、第1代表値取得部305において、受信された時系列データから、設定されている期間、例えば60秒ごとに、心拍数の時系列データの中間代表値を算出する(ステップS202)。算出された中間代表値はデータ記憶部302に記憶される。When the
次に、調整部112は、第1代表値取得部305によって算出される中間代表値の個数を監視する(ステップS203)。その後、例えば、外部からの信号や設定に応じて、第2代表値取得部306が最終代表値を算出する時点において、既に算出されている中間代表値の個数に基づいて、最終代表値の算出に必要な中間代表値の個数を決定する(ステップS204)。Next, the
その後、調整部112によって決定された中間代表値の個数に応じた連続する中間代表値に基づいて、第2代表値取得部306は、最終代表値を算出する(ステップS205)。次に、算出された最終代表値は中継端末300から外部端末400に送信される(ステップS206)。Then, the second representative
その後、外部端末400は、最終代表値を受信する。外部端末400は、最終代表値に基づいて、提示処理を行い(ステップS207)、最終代表値を表示装置に表示したり、ユーザ500に対する支援情報を生成して出力する。The
[第2の実施の形態の効果]
次に、図12を参照して本実施の形態に係る生体情報解析装置1Aの効果を説明する。図12において、横軸は計測時間(秒)を示し、縦軸は心拍数(bpm)を示している。図12に示す灰色の線は計測された心拍数を示し、丸と四角の点は、最終代表値を示している。計測時間0秒における最終代表値は、計測された心拍数の値をそのまま用いている(四角の点)。
[Advantages of the second embodiment]
Next, the effect of the biological
それ以降の計測時間60秒および120秒における心拍数の最終代表値を示す2つの丸の点は、調整部112によって決定された中間代表値の個数を用いて算出された最終代表値を示している。さらに、計測時間180秒以降の丸の点は、調整部112による中間代表値の個数の調整は行わず、5点の中間代表値を用いて算出された最終代表値を示している。The two circular points indicating the final representative values of the heart rate at the measurement times of 60 seconds and 120 seconds thereafter indicate the final representative values calculated using the number of intermediate representative values determined by the
図12に示すように、心拍数の計測値(灰色の線)は、上下に変動しているが、その計測値のほぼ中央を推移する最終代表値は、ダウンサンプリングされた移動平均として適切であることがわかる。As shown in Figure 12, the measured heart rate values (gray line) fluctuate up and down, but the final representative value, which fluctuates approximately in the middle of the measured values, is appropriate as a downsampled moving average.
以上説明したように、第2の実施の形態に係る生体情報解析装置1Aによれば、調整部112が既に算出されている中間代表値の数に基づいて、第2代表値取得部111が最終代表値を算出する際に用いる中間代表値の数を決定するので、生体情報の計測開始や計測終了時付近のデータを有効的に活用し、ユーザの生体情報の振る舞いをより精緻に把握することができる。As described above, according to the second embodiment of the
なお、上述した第2の実施の形態では、制御部11Aが調整部112を備える場合について説明したが、調整部112は、生体情報解析装置1Aにおいて制御部11Aの外部に設けられていてもよい。In the second embodiment described above, the
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、上述した第1および第2の実施の形態と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
第3の実施の形態では、第1の実施の形態及び第2の実施の形態と中間代表値の算出処理が異なる。第3の実施の形態では、センサ端末200と中継端末300Bとの間で通信の失敗(エラー)が生じた場合を想定した中間代表値の算出処理が行われる。以下、第3の実施の形態の構成について説明する。
第3の実施の形態では、図13に示すように、生体情報解析装置1Bは、制御部11Bと、一時格納部131と、を備える。制御部11Bは、第1代表値取得部110、第2代表値取得部111、およびエラー処理部114を備える。生体情報解析装置1Bが備える他の機能構成は第1の実施の形態と同様である。
In the third embodiment, the calculation process of the intermediate representative value is different from that in the first and second embodiments. In the third embodiment, the calculation process of the intermediate representative value is performed assuming a case where a communication failure (error) occurs between the
13, the
一時格納部131は、記憶部13の一部の記憶領域に設定されている。一時格納部131は、送受信部15とセンサ105との間の通信においてエラーが生じた場合に、その時点で中間代表値の算出に未だ用いられていない生体情報の時系列データを一時的に格納する。The
エラー処理部114は、既に算出されている中間代表値の数に基づいて、第1代表値取得部110が、中間代表値の算出に用いる生体情報の時系列データの数を監視する。より詳細には、エラー処理部114は、送受信部15とセンサ105との間の通信においてエラーが生じた場合に、その時点で中間代表値の算出に未だ用いられていない生体情報の時系列データ(以下、これをエラー前時系列データと適宜称する)の有無を確認する。エラー処理部114は、エラー前時系列データが存在する場合、そのエラー前時系列データを一時格納部131に記憶させる。エラー前時系列データは、エラーが生じる前に送信された時系列データである。Based on the number of intermediate representative values already calculated, the
図14は、センサから送信されてくる生態情報の時系列データのデータ列の一例を示す図である。この図14において、生態情報の時系列データD1~D15のそれぞれは、時間の経過にともなって順次センサ105から送信されてくる生態情報の時系列データを示している。図4の例では、一つの中間代表値算出範囲が、60秒間(t1(30秒)~t2(90秒))に設定されている。図14では、一つの中間代表値算出範囲が、5つの生態情報の時系列データ(例えば、時系列データD1~D5)に設定されている。つまり、図14における時系列データD1~D15のそれぞれは、60/5=12秒分の生体情報の時系列データに相当する。
この図14に示すように、通信のエラーが生じた時点で、4つ生態情報の時系列データD6~D9が中間代表値の算出に未だ用いられていない場合、エラー処理部114は、これら4つの生態情報の時系列データD6~D9を、エラー前時系列データとして一時格納部131に記憶させる。
Fig. 14 is a diagram showing an example of a data string of time-series data of biological information transmitted from a sensor. In Fig. 14, each of the time-series data D1 to D15 of biological information indicates the time-series data of biological information transmitted from the
As shown in FIG. 14, if the time series data D6 to D9 of the four pieces of biological information have not yet been used to calculate the intermediate representative value at the time a communication error occurs, the
エラー処理部114は、送受信部15とセンサ105との間の通信がエラーから復旧し、送受信部15とセンサ105との間の通信が再接続された場合に、一時格納部131に記憶されたエラー前時系列データ(図14の例で、時系列データD6~D9)を呼び出す。エラー処理部114は、呼び出したエラー前時系列データと、エラーが生じた後にセンサ105から送信されてきたデータ(以下、これをエラー後時系列データと適宜称する)とを用いて、中間代表値を算出する。When communication between the transmitting/receiving
より具体的には、図14に示すように、エラー処理部114は、一時格納部131から呼び出した4つの生態情報の時系列データD6~D9と、エラーが生じた後にセンサ105から送信されてきた生態情報の時系列データD10とを用いて、中間代表値を算出する。More specifically, as shown in FIG. 14, the
[生体情報解析システム]
次に、本発明に係る生体情報解析装置1を具体的に構成した生体情報解析システムについて図15を参照して説明する。
生体情報解析システムは、例えば、図15に示すように、センサ端末200と、中継端末300Bと、外部端末400とを備える。センサ端末200、および外部端末400は、上記第1の実施の形態で示したセンサ端末200、および外部端末400と同様の構成である。
[Biometric information analysis system]
Next, a biological information analysis system that specifically configures the biological information analysis device 1 according to the present invention will be described with reference to FIG.
15, the bioinformation analysis system includes a
[中継端末の機能ブロック]
中継端末300Bは、データ受信部301、データ記憶部302B、時刻取得部303、制御部304B、およびデータ送信部307を備える。
[Function block of relay terminal]
The
データ記憶部302Bは、一時格納部3021を有する。一時格納部3021は、一時格納部131(図13)に対応する。The
制御部304Bは、第1代表値取得部305Bと、第2代表値取得部306と、エラー処理部308と、を備える。エラー処理部308は、図13で説明したエラー処理部114に対応する。The
[生体情報解析システムの動作シーケンス]
次に、本実施の形態に係る生体情報解析装置1Bの各機能が、図15で説明したセンサ端末200、中継端末300B、および外部端末400を備える生体情報解析システムによって実現される場合の動作について、図16に示すシーケンス図を参照して説明する。なお、センサ端末200、中継端末300B、および外部端末400の各機能ブロックは、図15で説明した構成と同様である。
[Operation sequence of the biological information analysis system]
Next, the operation of the
まず、センサ端末200がユーザ500に装着されて、ユーザ500の生体情報として、例えば心拍数を計測する(ステップS300)。より具体的には、センサ端末200は、心拍計(センサ201)でユーザ500の心電位を検出する。センサデータ取得部202は、センサ201から心電位を取得し、その心電位に基づく心電波形から心拍数を算出する。取得された心電位や心拍数はデータ記憶部203に記憶される。First, the
次に、センサ端末200は、計測した心拍数を通信ネットワークNWを介して中継端末300Bに送信する(ステップS301)。より具体的には、データ送信部204が、データ記憶部203から心拍数の時系列データを読み出して、通信ネットワークNWを介して中継端末300Bに送信する。Next, the
中継端末300Bは、センサ端末200からユーザ500の心拍数の時系列データを受信すると、受信された時系列データをデータ記憶部302に記憶させる(ステップS302)。When the
エラー処理部308は、センサ端末200とデータ受信部301との間の通信にエラーが発生しているか否かを監視する(ステップS303)。制御部304Bは、センサ端末200とデータ受信部301との間の通信のエラーが生じていなければ、ステップS308に進み、第1代表値取得部305で中間代表値Aiの算出を行う。
エラー処理部308は、ステップS303で、センサ端末200とデータ受信部301との間の通信にエラーが発生していることを検知した場合、その時点で中間代表値の算出に未だ用いられていないエラー前時系列データの有無を確認する(ステップS304)。エラー処理部308は、エラー前時系列データが存在していない場合、通信のエラーが復旧するまで、処理を待機する。エラー前時系列データが存在する場合、エラー処理部308は、そのエラー前時系列データを一時格納部3021に記憶させる(ステップS305)。
The
When the
エラー処理部308は、センサ端末200とデータ受信部301との間の通信がエラーから復旧したか否かを監視する(ステップS306)。エラー処理部308は、センサ端末200とデータ受信部301との間の通信がエラーから復旧した場合、時系列データを第1代表値取得部305に受け渡す(ステップS307)。これには、エラー処理部308は、一時格納部3021からエラー前時系列データを呼び出す。エラー処理部308は、エラーが生じた後にセンサ端末200から送信されてきた生態情報の時系列データ(エラー後時系列データ)を、データ記憶部302から呼び出す。エラー処理部308は、呼び出したエラー前時系列データと、エラー後時系列データとを、第1代表値取得部305に受け渡す。The
第1代表値取得部305では、エラー前時系列データと、エラー後時系列データとを用いて、上述した式(2)により、60秒ごとの中間代表値Aiを算出する(ステップS308)。
The first representative
その後、算出された中間代表値に基づいて、第2代表値取得部306は、最終代表値を算出する(ステップS309)。次に、算出された最終代表値は中継端末300Bから外部端末400に送信される(ステップS310)。Then, based on the calculated intermediate representative value, the second representative
その後、外部端末400は、最終代表値を受信する。外部端末400は、最終代表値に基づいて、提示処理を行い(ステップS311)、最終代表値を表示装置に表示したり、ユーザ500に対する支援情報を生成して出力する。The
[第3の実施の形態の効果]
以上説明したように、第3の実施の形態に係る生体情報解析装置1Bによれば、エラーが生じる前に送信され一時格納部3021に記憶されたエラー前時系列データと、エラーが生じた後にセンサ端末200から送信されてきたエラー後時系列データと、を用いて中間代表値を取得するようにした。これにより、中継端末300Bへ到来した生態情報の時系列データを漏れなく中間代表値の算出処理の対象とすることができ、タイムスタンプのズレがなく精緻にダウンサンプリングされた支援情報を利用者に提供することができる。その結果、センサ端末200とデータ受信部301との間の通信において失敗が生じた場合であっても、データの精度の低下と欠落とを抑止することが可能となる。
[Advantages of the Third Embodiment]
As described above, according to the
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、上述した第1~第3の実施の形態と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same components as those in the first to third embodiments are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
第4の実施の形態では、第1~第3の実施の形態と中間代表値の算出処理が異なる。第4の実施の形態では、センサ端末200と中継端末300Cとの間で通信の失敗(エラー)が生じた場合を想定した中間代表値の算出処理が行われる。以下、第4の実施の形態の構成について説明する。
第4の実施の形態では、図17に示すように、生体情報解析装置1Cは、制御部11Cと、一時格納部131と、ログ格納部132、とを備える。制御部11Cは、第1代表値取得部110、第2代表値取得部111、エラー処理部114、および使用可否判定部115Cを備える。生体情報解析装置1Cが備える他の機能構成は第3の実施の形態と同様である。
In the fourth embodiment, the calculation process of the intermediate representative value is different from the first to third embodiments. In the fourth embodiment, the calculation process of the intermediate representative value is performed assuming a case where a communication failure (error) occurs between the
17, the bioinformation analyzer 1C includes a
ログ格納部132は、一時格納部131とともに、記憶部13の一部の記憶領域に設定されている。ログ格納部132は、送受信部15における、センサ105からの時系列データの受信における手続の実施内容と実施時刻を含むログ情報を記録する。ログ格納部132は、センサ105との通信にエラーが生じた際のエラー内容を、時刻情報とともにログ情報として格納する。エラー内容とは、例えば、BLE(Bluetooth Low Energy)の通信断(ディスコネクト)、パケットロス、復調の失敗等を含む。BLEの通信断が発生した際、中継端末300Cによっては、BLEの自動再接続を行うものもあるため、この自動再接続要求のログもログ情報として格納する。加えて、通常の通信終了の操作がなされた際にも、その手続きの記録をログ情報として格納する。The
使用可否判定部115Cは、ログ格納部132に記憶されたログ情報に基づき、一時格納部131に格納されたエラー前時系列データを、中間代表値の取得に用いるか否かを決定する。より詳細には、使用可否判定部115Cは、ログ格納部132に格納された通信途絶時のログ情報を参照する。使用可否判定部115Cは、参照したログ情報の内容が、例えば、通信の失敗や自動再接続に関連するものであった場合、エラー前時系列データを中間代表値の取得に使用可能であると判定する。使用可否判定部115Cは、参照したログ情報の内容が、通常の通信終了の操作に類するものであった場合、エラー前時系列データを中間代表値の取得に使用不可であると判定する。The
具体的には、例えば、図18に示すように、通信のエラーが生じた時点で、4つ生体情報の時系列データD6~D9が中間代表値の算出に未だ用いられていない場合、使用可否判定部115Cは、これら4つの生体情報の時系列データD6~D9を、エラー前時系列データとして一時格納部131に記憶させる。
使用可否判定部115Cは、エラーが生じた際に記録されたログ情報の内容が、通信の失敗や自動再接続に関連するものであった場合、一時格納部131に格納された4つの生体情報の時系列データD6~D9が使用可能であると判定する。使用可否判定部115Cは、ログ情報の内容が、通常の通信終了の操作に関連するものであった場合、一時格納部131に格納された4つの生体情報の時系列データD6~D9が使用不可能であると判定する。
Specifically, for example, as shown in FIG. 18, if the time series data D6 to D9 of the four pieces of biometric information have not yet been used to calculate the intermediate representative value at the time a communication error occurs, the
If the content of the log information recorded when an error occurs is related to a communication failure or automatic reconnection, the
エラー処理部114は、送受信部15とセンサ105との間の通信がエラーから復旧し、送受信部15とセンサ105との間の通信が再接続された場合に、使用可否判定部115Cの判定結果を参照する。エラー処理部114は、一時格納部131に記憶されたエラー前時系列データが使用可能であると判定された場合、図18の具体例では、時系列データD6~D9を呼び出す。第1代表値取得部110は、呼び出したエラー前時系列データと、エラーが生じた後にセンサ105から送信されてきたエラー後時系列データ(図18の具体例では、時系列データD10)とを用いて、中間代表値を算出する。エラー処理部114は、一時格納部131に記憶されたエラー前時系列データが使用不可能であると判定された場合、図18の具体例では、エラーが生じた後にセンサ105から送信されてきたエラー後時系列データ(図18の具体例では、時系列データD10~D14)のみを用いて、中間代表値を算出する。When the communication between the transmission/
[生体情報解析システム]
次に、本発明に係る生体情報解析装置1を具体的に構成した生体情報解析システムについて図19を参照して説明する。
生体情報解析システムは、例えば、図19に示すように、センサ端末200と、中継端末300Cと、外部端末400とを備える。センサ端末200、および外部端末400は、上記第1の実施の形態で示したセンサ端末200、および外部端末400と同様の構成である。
[Biometric information analysis system]
Next, a biological information analysis system that specifically configures the biological information analysis device 1 according to the present invention will be described with reference to FIG.
19, the bioinformation analysis system includes a
[中継端末の機能ブロック]
中継端末300Cは、データ受信部301、データ記憶部302C、時刻取得部303、制御部304C、およびデータ送信部307を備える。
[Function block of relay terminal]
The
データ記憶部302Cは、一時格納部3021と、ログ格納部3022と、を有する。ログ格納部3022は、ログ格納部132(図17)に対応する。The
制御部304Cは、第1代表値取得部305Cと、第2代表値取得部306と、エラー処理部308と、使用可否判定部309と、を備える。使用可否判定部309は、図17で説明した使用可否判定部115Cに対応する。The
[生体情報解析システムの動作シーケンス]
次に、本実施の形態に係る生体情報解析装置1Cの各機能が、図19で説明したセンサ端末200、中継端末300C、および外部端末400を備える生体情報解析システムによって実現される場合の動作について、図20に示すシーケンス図を参照して説明する。なお、センサ端末200、中継端末300C、および外部端末400の各機能ブロックは、図19で説明した構成と同様である。
[Operation sequence of the biological information analysis system]
Next, the operation of the
まず、センサ端末200がユーザ500に装着されて、ユーザ500の生体情報として、例えば心拍数を計測する(ステップS400)。より具体的には、センサ端末200は、心拍計(センサ201)でユーザ500の心電位を検出する。センサデータ取得部202は、センサ201から心電位を取得し、その心電位に基づく心電波形から心拍数を算出する。取得された心電位や心拍数はデータ記憶部203に記憶される。First, the
次に、センサ端末200は、計測した心拍数を通信ネットワークNWを介して中継端末300Cに送信する(ステップS401)。より具体的には、データ送信部204が、データ記憶部203から心拍数の時系列データを読み出して、通信ネットワークNWを介して中継端末300Cに送信する。Next, the
中継端末300Cは、センサ端末200からユーザ500の心拍数の時系列データを受信すると、受信された時系列データをデータ記憶部302に記憶させる(ステップS402)。
ログ格納部132は、センサ端末200から心拍数の時系列データを受信すると、データ受信部301でのセンサ端末200からの時系列データの受信における手続の実施内容と実施時刻を含むログ情報を記録する(ステップS403)。
When the
When the
エラー処理部308は、センサ端末200とデータ受信部301との間の通信にエラーが発生しているか否かを監視する(ステップS404)。制御部304Cは、センサ端末200とデータ受信部301との間の通信のエラーが生じていなければ、ステップS410に進み、第1代表値取得部305で中間代表値Aiの算出を行う。
The
ステップS404で、センサ端末200とデータ受信部301との間の通信にエラーが発生していることを検知した場合、エラー処理部308は、中間代表値の算出に未だ用いられていないエラー前時系列データの有無を確認する(ステップS405)。エラー処理部308は、エラー前時系列データが存在していない場合、通信のエラーが復旧するまで、処理を待機する。エラー前時系列データが存在する場合、エラー処理部308は、そのエラー前時系列データを一時格納部3021に記憶させる(ステップS406)。If it is detected in step S404 that an error has occurred in the communication between the
エラー処理部308は、センサ端末200とデータ受信部301との間の通信がエラーから復旧したか否かを監視する(ステップS407)。センサ端末200とデータ受信部301との間の通信がエラーから復旧した場合、使用可否判定部309は、エラー前時系列データの使用可否を判定する(ステップS408)。使用可否判定部309は、ログ情報に基づき、一時格納部3021に格納されたエラー前時系列データを、中間代表値の取得に用いるか否かを決定する。より詳細には、使用可否判定部309は、ログ格納部3022に格納された通信途絶時のログ情報を参照する。使用可否判定部309は、参照したログ情報の内容が、例えば、通信の失敗や自動再接続に関連するものであった場合、エラー前時系列データを中間代表値の取得に使用可能であると判定する。使用可否判定部309は、参照したログ情報の内容が、通常の通信終了の操作に類するものであった場合、エラー前時系列データを中間代表値の取得に使用不可であると判定する。The
エラー処理部308は、使用可否判定部309による判定結果に基づいて、時系列データを第1代表値取得部305に受け渡す(ステップS409)。使用可否判定部309で、エラー前時系列データを中間代表値の取得に使用可能であると判定された場合、エラー処理部308は、一時格納部3021からエラー前時系列データを呼び出す。エラー処理部308は、エラーが生じた後にセンサ端末200から送信されてきた生体情報の時系列データ(エラー後時系列データ)を、データ記憶部302から呼び出す。エラー処理部308は、呼び出したエラー前時系列データと、エラー後時系列データとを、第1代表値取得部305に受け渡す。
また、使用可否判定部309で、エラー前時系列データを中間代表値の取得に使用不可能であると判定された場合、エラー処理部308は、エラーが生じた後にセンサ端末200から送信されてきた生体情報の時系列データ(エラー後時系列データ)を、データ記憶部302から呼び出す。エラー処理部308は、エラー後時系列データを、第1代表値取得部305に受け渡す。
The
Furthermore, if the
第1代表値取得部305では、エラー前時系列データを中間代表値の取得に使用可能であると判定された場合、エラー前時系列データと、エラー後時系列データとを用いて、中間代表値Aiを算出する(ステップS410)。第1代表値取得部305では、エラー前時系列データを中間代表値の取得に使用不可能であると判定された場合、エラー後時系列データのみを用いて、中間代表値Aiを算出する
In the first representative
その後、算出された中間代表値に基づいて、第2代表値取得部306は、最終代表値を算出する(ステップS411)。次に、算出された最終代表値は中継端末300Cから外部端末400に送信される(ステップS412)。Then, based on the calculated intermediate representative value, the second representative
その後、外部端末400は、最終代表値を受信する。外部端末400は、最終代表値に基づいて、提示処理を行い(ステップS413)、最終代表値を表示装置に表示したり、ユーザ500に対する支援情報を生成して出力する。The
[第4の実施の形態の効果]
以上説明したように、第4の実施の形態に係る生体情報解析装置1Cによれば、エラーが生じる前に送信され一時格納部3021に記憶されたエラー前時系列データと、エラーが生じた後にセンサ端末200から送信されてきたエラー後時系列データと、を用いて中間代表値を取得するようにした。また、ログ情報に基づいて、通信のエラーが生じたときの状況に応じて、エラー前時系列データの利用の可否を判定するようにした。これにより、通信の継続をユーザが停止した場合等には、算出処理を停止し、それ以外では、中継端末300Cへ到来した生体情報の時系列データを漏れなく中間代表値の算出処理の対象とすることができる。その結果、センサ端末200とデータ受信部301との間の通信において失敗が生じた場合であっても、データの精度の低下と欠落とを抑止することが可能となる。
[第5の実施の形態]
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、上述した第1~第4の実施の形態と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Advantages of the Fourth Embodiment]
As described above, according to the biometric
[Fifth embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same components as those in the first to fourth embodiments are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
第5の実施の形態では、第1~第4の実施の形態と中間代表値の算出処理が異なる。第5の実施形態では、センサ端末200と中継端末300Dとの間で通信の失敗(エラー)が生じた場合を想定した中間代表値の算出処理が行われる。以下、第5の実施の形態の構成について説明する。
第5の実施の形態では、図21に示すように、生体情報解析装置1Dは、制御部11Dと、一時格納部131と、とを備える。制御部11Dは、第1代表値取得部110、第2代表値取得部111、エラー処理部114、使用可否判定部115D、および打刻時刻監視部116、を備える。生体情報解析装置1Dが備える他の機能構成は第3の実施の形態と同様である。
In the fifth embodiment, the calculation process of the intermediate representative value is different from the first to fourth embodiments. In the fifth embodiment, the calculation process of the intermediate representative value is performed assuming a case where a communication failure (error) occurs between the
21, the
本実施形態では、センサ105は、時系列データが取得された時刻を示す情報を、時系列データに関連付けて送信する。また、本実施形態では、センサ105で送信された時系列データが送受信部15にに到来した時刻を示す情報を、時系列データに関連付けておくようにしてもよい。In this embodiment, the
打刻時刻監視部116は、時系列データがセンサ105で取得された時刻、もしくは時系列データが送受信部15に到来した時刻を監視する。打刻時刻監視部116は、センサ105との通信にエラーが生じた場合、エラー前時系列データの時刻情報と、エラー後時系列データの時刻情報との時間的な間隔が、予め定めた閾値を超えるか否かを判定する。The stamp
使用可否判定部115Dは、打刻時刻監視部116における監視の判定結果に基づき、一時格納部131に格納されたエラー前時系列データを、中間代表値の取得に用いるか否かを決定する。より詳細には、使用可否判定部115Dは、エラー前時系列データの時刻情報と、エラー後時系列データの時刻情報との時間的な間隔が、予め定めた閾値を超えていなければ、エラー前時系列データを中間代表値の取得に使用可能であると判定する。使用可否判定部115Dは、エラー前時系列データの時刻情報と、エラー後時系列データの時刻情報との時間的な間隔が、予め定めた閾値を超えていた場合、エラー前時系列データを中間代表値の取得に使用不可であると判定する。The
具体的には、例えば、図22に示すように、通信のエラーが生じた時点で、4つ生体情報の時系列データD6~D9が中間代表値の算出に未だ用いられていない場合、使用可否判定部115Dは、これら4つの生体情報の時系列データD6~D9を、エラー前時系列データとして一時格納部131に記憶させる。
使用可否判定部115Dは、エラーの発生の前後で、エラー前時系列データの時刻情報と、エラー後時系列データの時刻情報との時間的な間隔が、予め定めた閾値を越えていなけれ、エラー前時系列データを使用可能であると判定する。使用可否判定部115Dは、エラー前時系列データの時刻情報と、エラー後時系列データの時刻情報との時間的な間隔が、予め定めた閾値を越えていた場合、一時格納部131に格納された4つの生体情報の時系列データD6~D9が使用不可能であると判定する。
Specifically, for example, as shown in FIG. 22, if the time series data D6 to D9 of the four pieces of biometric information have not yet been used to calculate the intermediate representative value at the time a communication error occurs, the
The
エラー処理部114は、送受信部15とセンサ105との間の通信がエラーから復旧し、送受信部15とセンサ105との間の通信が再接続された場合に、使用可否判定部115Dの判定結果を参照する。エラー処理部114は、一時格納部131に記憶されたエラー前時系列データが使用可能であると判定された場合、図22の具体例では、時系列データD6~D9を呼び出す。第1代表値取得部110は、呼び出したエラー前時系列データと、エラーが生じた後にセンサ105から送信されてきたエラー後時系列データ(図22の具体例では、時系列データD10)とを用いて、中間代表値を算出する。エラー処理部114は、一時格納部131に記憶されたエラー前時系列データが使用不可能であると判定された場合、図22の具体例では、エラーが生じた後にセンサ105から送信されてきたエラー後時系列データ(図22の具体例では、時系列データD10~D14)のみを用いて、中間代表値を算出する。When the communication between the transmission/
[生体情報解析システム]
次に、本発明に係る生体情報解析装置1を具体的に構成した生体情報解析システムについて図23を参照して説明する。
生体情報解析システムは、例えば、図23に示すように、センサ端末200と、中継端末300Dと、外部端末400とを備える。センサ端末200、および外部端末400は、上記第1の実施の形態で示したセンサ端末200、および外部端末400と同様の構成である。
[Biometric information analysis system]
Next, a biological information analysis system that specifically configures the biological information analysis device 1 according to the present invention will be described with reference to FIG.
23, the bioinformation analysis system includes a
[中継端末の機能ブロック]
中継端末300Dは、データ受信部301、データ記憶部302D、時刻取得部303、制御部304D、およびデータ送信部307を備える。
[Function block of relay terminal]
The
制御部304Dは、第1代表値取得部305Dと、第2代表値取得部306と、エラー処理部308と、使用可否判定部309と、打刻時刻監視部310と、を備える。打刻時刻監視部310は、図21で説明した打刻時刻監視部116に対応する。The
[生体情報解析システムの動作シーケンス]
次に、本実施の形態に係る生体情報解析装置1Dの各機能が、図23で説明したセンサ端末200、中継端末300D、および外部端末400を備える生体情報解析システムによって実現される場合の動作について、図24に示すシーケンス図を参照して説明する。なお、センサ端末200、中継端末300D、および外部端末400の各機能ブロックは、図23で説明した構成と同様である。
[Operation sequence of the biological information analysis system]
Next, the operation of the
まず、センサ端末200がユーザ500に装着されて、ユーザ500の生体情報として、例えば心拍数を計測する(ステップS500)。より具体的には、センサ端末200は、心拍計(センサ201)でユーザ500の心電位を検出する。センサデータ取得部202は、センサ201から心電位を取得し、その心電位に基づく心電波形から心拍数を算出する。取得された心電位や心拍数はデータ記憶部203に記憶される。センサデータ取得部202は、センサ201で心電位を取得した時刻情報を、心電位に関連付けて記憶させる。First, the
次に、センサ端末200は、計測した心拍数を通信ネットワークNWを介して中継端末300Dに送信する(ステップS501)。より具体的には、データ送信部204が、データ記憶部203から心拍数の時系列データを読み出して、通信ネットワークNWを介して中継端末300Dに送信する。Next, the
中継端末300Dは、センサ端末200からユーザ500の心拍数の時系列データを受信すると、受信された時系列データをデータ記憶部302に記憶させる(ステップS502)。
打刻時刻監視部116は、センサ端末200から心拍数の時系列データを受信すると、時系列データに関連付けられた時刻情報を参照する(ステップS503)。
When the
When the stamped
エラー処理部308は、センサ端末200とデータ受信部301との間の通信にエラーが発生しているか否かを監視する(ステップS503)。制御部304Dは、センサ端末200とデータ受信部301との間の通信のエラーが生じていなければ、ステップS510に進み、第1代表値取得部305で中間代表値Aiの算出を行う。
The
ステップS503で、センサ端末200とデータ受信部301との間の通信にエラーが発生していることを検知した場合、エラー処理部308は、中間代表値の算出に未だ用いられていないエラー前時系列データの有無を確認する(ステップS504)。エラー処理部308は、エラー前時系列データが存在していない場合、通信のエラーが復旧するまで、処理を待機する。エラー前時系列データが存在する場合、エラー処理部308は、そのエラー前時系列データを一時格納部3021に記憶させる(ステップS505)。If it is detected in step S503 that an error has occurred in the communication between the
エラー処理部308は、センサ端末200とデータ受信部301との間の通信がエラーから復旧したか否かを監視する(ステップS506)。センサ端末200とデータ受信部301との間の通信がエラーから復旧した場合、打刻時刻監視部310は、エラーの前後に到来した時系列情報の時刻情報を監視する(ステップS507)。打刻時刻監視部310は、エラー前時系列データの時刻情報と、エラー後時系列データの時刻情報との時間的な間隔が、予め定めた閾値を超えるか否かを判定する。The
続いて、使用可否判定部309は、打刻時刻監視部310における監視の判定結果に基づき、一時格納部3021に格納されたエラー前時系列データを、中間代表値の取得に用いるか否かを判定する(ステップS50)。使用可否判定部115Dは、エラー前時系列データの時刻情報と、エラー後時系列データの時刻情報との時間的な間隔が、予め定めた閾値を超えていなければ、エラー前時系列データを中間代表値の取得に使用可能であると判定する。使用可否判定部309は、エラー前時系列データの時刻情報と、エラー後時系列データの時刻情報との時間的な間隔が、予め定めた閾値を超えていた場合、エラー前時系列データを中間代表値の取得に使用不可であると判定する。Next, the
エラー処理部308は、使用可否判定部309による判定結果に基づいて、時系列データを第1代表値取得部305に受け渡す(ステップS509)。使用可否判定部309で、エラー前時系列データを中間代表値の取得に使用可能であると判定された場合、エラー処理部308は、一時格納部3021からエラー前時系列データを呼び出す。エラー処理部308は、エラーが生じた後にセンサ端末200から送信されてきた生体情報の時系列データ(エラー後時系列データ)を、データ記憶部302から呼び出す。エラー処理部308は、呼び出したエラー前時系列データと、エラー後時系列データとを、第1代表値取得部305に受け渡す。
また、使用可否判定部309で、エラー前時系列データを中間代表値の取得に使用不可能であると判定された場合、エラー処理部308は、エラーが生じた後にセンサ端末200から送信されてきた生体情報の時系列データ(エラー後時系列データ)を、データ記憶部302から呼び出す。エラー処理部308は、エラー後時系列データを、第1代表値取得部305に受け渡す。
The
Furthermore, if the
第1代表値取得部305では、エラー前時系列データを中間代表値の取得に使用可能であると判定された場合、エラー前時系列データと、エラー後時系列データとを用いて、中間代表値Aiを算出する(ステップS510)。第1代表値取得部305では、エラー前時系列データを中間代表値の取得に使用不可能であると判定された場合、エラー後時系列データのみを用いて、中間代表値Aiを算出する
In the first representative
その後、算出された中間代表値に基づいて、第2代表値取得部306は、最終代表値を算出する(ステップS511)。次に、算出された最終代表値は中継端末300Dから外部端末400に送信される(ステップS512)。Then, based on the calculated intermediate representative value, the second representative
その後、外部端末400は、最終代表値を受信する。外部端末400は、最終代表値に基づいて、提示処理を行い(ステップS513)、最終代表値を表示装置に表示したり、ユーザ500に対する支援情報を生成して出力する。The
[第5の実施の形態の効果]
以上説明したように、第5の実施の形態に係る生体情報解析装置1Dによれば、エラーが生じる前に送信され一時格納部3021に記憶されたエラー前時系列データと、エラーが生じた後にセンサ端末200から送信されてきたエラー後時系列データと、を用いて中間代表値を取得するようにした。また、エラーの前後の時系列データの時間間隔に基づいて、エラー前時系列データの利用の可否を判定するようにした。これにより、エラーによる停止時間が長かった場合等には、エラー前時系列データを用いた算出処理を停止し、それ以外では、中継端末300Dへ到来した生体情報の時系列データを漏れなく中間代表値の算出処理の対象とすることができる。その結果、センサ端末200とデータ受信部301との間の通信において失敗が生じた場合であっても、データの精度の低下と欠落とを抑止することが可能となる。
[Advantages of the Fifth Embodiment]
As described above, according to the biometric
[第4、第5の実施の形態の変形例]
本変形例に係る生体情報解析システムは、第4の実施の形態および第5の実施の形態の変形例である。かかる変形例によれば、図25に示すように、この実施の形態における生態情報解析装置1Eは、第4の実施の形態において記載したログ格納部132と、第5の実施の形態において記載した打刻時刻監視部116とを備える。
このような構成では、ログ情報の内容が、通信の失敗や自動再接続に関連するものであったとしても、時系列データの時刻情報の時間間隔が、ある閾値を超えている場合に、エラー前時系列データを用いた算出処理を行わない。これにより、例えば、長時間が経過したことでユーザーの状況が変わっている可能性が高い場合には、エラー前時系列データを用いずに、エラー後時系列データのみで、代表値の算出処理を行うことができる。これにより、通信の状況からユーザの意図した操作が行われたかどうかを適切に把握できると同時に、打刻間隔からユーザの状況に沿った代表値の算出処理を行うことができ、より信頼性の高いダウンサンプリングされた平均値を提供することができる。
[Modifications of the Fourth and Fifth Embodiments]
The biological information analysis system according to this modification is a modification of the fourth and fifth embodiments. According to this modification, as shown in Fig. 25, a biological
In this configuration, even if the contents of the log information are related to communication failure or automatic reconnection, if the time interval of the time information of the time series data exceeds a certain threshold, calculation processing using the pre-error time series data is not performed. As a result, for example, if it is highly likely that the user's situation has changed due to the passage of a long time, calculation processing of the representative value can be performed only with the post-error time series data without using the pre-error time series data. This makes it possible to properly grasp whether the user's intended operation was performed from the communication situation, and at the same time, to calculate the representative value according to the user's situation from the time stamp interval, and to provide a more reliable downsampled average value.
[第6の実施の形態]
次に、本発明の第6の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、上述した第1から第5の実施の形態と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
Sixth embodiment
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same components as those in the first to fifth embodiments are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
第1から第5の実施の形態では、生体情報の時系列データの中間代表値および最終代表値として、平均値を算出する場合を例示して説明した。これに対して、第6の実施の形態では、生体情報の時系列データの統計的な代表値として平均値ではなく割合を求める。In the first to fifth embodiments, an example was given in which an average value was calculated as the intermediate representative value and the final representative value of the time-series data of the biometric information. In contrast, in the sixth embodiment, a ratio is calculated as the statistical representative value of the time-series data of the biometric information, instead of an average value.
本実施の形態に係る生体情報解析装置1の構成は、図1に示した生体情報解析装置1の構成と同様である。また、本実施の形態に係る生体情報解析システムの構成についても、図6で示した構成と同様である。以下、第1から第5の実施の形態と異なる構成を中心に説明する。The configuration of the bioinformation analysis device 1 according to this embodiment is similar to the configuration of the bioinformation analysis device 1 shown in Fig. 1. The configuration of the bioinformation analysis system according to this embodiment is also similar to the configuration shown in Fig. 6. Below, the configuration different from the first to fifth embodiments will be mainly described.
生体情報のひとつである心拍数をはじめ、体温や血圧などは、第1の実施の形態で示した時系列に平均の計算が行える。しかし、他の生体情報では必ずしもそのような平均の計算を行うことが適切であるとは限らない。例えば、センサによってユーザの状態を推定した場合が挙げられる。ユーザが伏せている(寝ている)状態を0、起きている状態を1とし、必ずユーザの状態がこの2値のどちらかに分類されるような場合、これらの平均をとった0.5という値は意味をなさない。 As shown in the first embodiment, the average of vital signs such as heart rate, body temperature, and blood pressure can be calculated over time. However, it is not necessarily appropriate to calculate the average in this way for other vital signs. For example, there is the case where the user's state is estimated by a sensor. If the state of the user lying face down (sleeping) is 0 and the state of being awake is 1, and the state of the user is always classified as one of these two values, then the value of 0.5 obtained by taking the average of these values is meaningless.
心拍数などのように中間の値をとることができる情報を量的変数といい、姿勢など状態を表す中間の値を許さない情報を質的変数という。生体情報解析装置1において、このような質的変数を解析する場合、その発生頻度を表す割合を用いることが望ましい。 Information that can take intermediate values, such as heart rate, is called a quantitative variable, while information that does not allow intermediate values and represents a state, such as posture, is called a qualitative variable. When analyzing such qualitative variables in the bioinformation analysis device 1, it is desirable to use a ratio that represents the frequency of their occurrence.
例えば、伏せている(寝ている)状態を0、起きている状態を1、歩いている状態を2とし、1秒のサンプリングレートで60秒ごとに中間代表値Aiを求めるとする。このとき、伏せていた期間が30秒含まれ、起きていた期間が20秒含まれ、歩いていた期間が10秒含まれる場合、それらの数をN0,i,N1,i,N2,iとすると、次式(3)で表される。For example, let the lying down (sleeping) state be 0, the awake state be 1, and the walking state be 2, and suppose that the intermediate representative value Ai is calculated every 60 seconds with a sampling rate of 1 second. In this case, if the lying down period includes 30 seconds, the awake period includes 20 seconds, and the walking period includes 10 seconds, then let these numbers be N0,i, N1,i, and N2,i, and they can be expressed by the following equation (3).
また、上式(3)の場合において、例えば、最頻値をもって最終代表値Biとすると、最終代表値Biは、次式(4)を用いて算出される。 In addition, in the case of the above formula (3), for example, if the final representative value Bi is the most frequent value, the final representative value Bi is calculated using the following formula (4).
なお、上式(4)において最終代表値Bi=1という出力は一例であり、例えば、起きている状態が最頻であったという内容を示している。ただし、最終代表値Biとして最頻値をとる構成は、一例であり、他の判定方法を用いてもよい。例えば、上述した、伏せている状態、起きている状態、および歩いている状態の3つの状態では、歩行が最も体力を使うことから、より発生しにくい状態であると考えられる。そのため、例えば、ユーザが6秒以上歩行を行った場合には、歩いている状態を優先的に選択してもよい。 Note that in the above formula (4), the output of the final representative value Bi = 1 is just one example, and indicates, for example, that the awake state was the most frequent state. However, the configuration in which the most frequent value is taken as the final representative value Bi is just one example, and other determination methods may be used. For example, of the three states described above, lying down, awake, and walking, walking is considered to be the least likely state to occur because it requires the most physical strength. Therefore, for example, if the user has been walking for six seconds or more, the walking state may be selected as a priority.
この場合、中間代表値Aiは次式(5)で表される。
上式(5)を用いて、ユーザが歩いている状態を中間代表値Aiとして出力する場合、例えば、ユーザの歩行が6秒以上なければ、伏せている期間N0,i、または起きている期間N1,iのどちらか期間がより長い方の状態(0または1)を多数決的に求めて中間代表値Aiとする。 When using the above formula (5) to output the state in which the user is walking as the intermediate representative value Ai, for example, if the user does not walk for more than 6 seconds, the state (0 or 1) of either the lying down period N0,i or the awake period N1,i, whichever is longer, is determined by majority vote and is set as the intermediate representative value Ai.
上式(5)を用いて算出された中間代表値Aiに基づいて最終代表値Biを算出する場合、連続する複数の中間代表値Aiにおいて、ユーザの歩行があった状態を示す中間代表値Aiが1回以上あれば歩行とみなす、という判定により最終代表値Biを決定する演算をすればよい。When calculating the final representative value Bi based on the intermediate representative value Ai calculated using the above formula (5), the calculation to determine the final representative value Bi can be performed by determining that if there is at least one intermediate representative value Ai indicating that the user has been walking among multiple consecutive intermediate representative values Ai, this is regarded as walking.
ただし、ユーザが歩行したか否かといった状態を表す数値は、心拍数や血圧などの値の増減などに比べて、非常に急激なので、中間代表値Aiをそのまま最終代表値Biと等しいものとしてもよい。特に、複数のセンサを併用する場合には、量的変数は中間代表値Aiに基づく演算によって最終代表値Biを算出した方がユーザの直感に合い、質的変数は、中間代表値Aiをそのまま最終代表値Biとした方がユーザなどの利用者の直感に合う。However, since the numerical value indicating the state of whether or not the user has walked changes very rapidly compared to the increase and decrease of values such as heart rate and blood pressure, the intermediate representative value Ai may be directly set equal to the final representative value Bi. In particular, when multiple sensors are used in combination, it is more intuitive for the user to calculate the final representative value Bi for quantitative variables by performing a calculation based on the intermediate representative value Ai, and it is more intuitive for the user such as the user to use the intermediate representative value Ai as the final representative value Bi for qualitative variables.
[生体情報解析システムの動作シーケンス]
次に、本実施の形態に係る生体情報解析装置1の各機能が、図6で説明したセンサ端末200、中継端末300、および外部端末400を備える生体情報解析システムによって実現される場合の動作について、図17に示すシーケンス図を参照して説明する。なお、センサ端末200、中継端末300、および外部端末400の各機能ブロックは、図6で説明した構成と同様である。
[Operation sequence of the biological information analysis system]
Next, the operation of the bioinformation analysis device 1 according to this embodiment when each function is realized by a bioinformation analysis system including the
まず、センサ端末200がユーザ500に装着されて、ユーザ500の生体情報として、例えば姿勢および歩行を計測する(ステップS700)。より具体的には、センサ端末200は、3軸の加速度センサ(センサ201)でユーザ500の加速度データを検出する。センサデータ取得部202は、センサ201から加速度データを取得し、加速度データに基づいて、傾斜や体動からユーザ500の伏せている状態、起きている状態、および歩行している状態を計測する。計測されたユーザの姿勢や歩行の状態を示す生体情報の時系列データは、データ記憶部203に記憶される。First, the
次に、センサ端末200は、計測したユーザの姿勢および歩行を示す生体情報を通信ネットワークNWを介して中継端末300に送信する(ステップS701)。より具体的には、データ送信部204が、データ記憶部203からユーザの状態を示す生体情報の時系列データを読み出して、通信ネットワークNWを介して中継端末300に送信する。Next, the
中継端末300は、センサ端末200からユーザ500の状態を示す生体情報の時系列データを受信すると、第1代表値取得部305において、設定されている期間、例えば60秒ごとに、ユーザ500の状態の時系列データにおける中間代表値を算出する(ステップS702)。より詳細には、第1代表値取得部305は、例えば、上述した式(4)を用いて、60秒ごとに、ユーザ500の伏せている状態、起きている状態、および歩いている状態がそれぞれ生じた期間の割合を中間代表値として算出する。算出された中間代表値はデータ記憶部302に記憶される。When the
その後、第2代表値取得部306は、算出された中間代表値に基づいて最終代表値を算出する(ステップS703)。より詳細には、第2代表値取得部306は、上述の式(5)を用いて、最頻度をもって最終代表値を算出してもよい。次に、算出された最終代表値は中継端末300から外部端末400に送信される(ステップS704)。Thereafter, the second representative
その後、外部端末400は、最終代表値を受信する。外部端末400は、最終代表値に基づいて、提示処理を行い(ステップS705)、最終代表値を表示装置に表示したり、ユーザ500に対する支援情報を生成して出力する。The
以上説明したように、第6の実施の形態に係る生体情報解析装置1によれば、任意の期間の割合を生体情報の中間代表値として用いることで、質的変数に該当する生体情報を計測するセンサに対しても適用することができる。As described above, according to the sixth embodiment of the bioinformation analysis device 1, by using the percentage of any period as an intermediate representative value of the bioinformation, it can also be applied to sensors that measure bioinformation corresponding to qualitative variables.
以上、本発明の生体情報解析システム、非一時的記憶媒体及び生体情報解析方法における実施の形態について説明したが、本発明は説明した実施の形態に限定されるものではなく、請求項に記載した発明の範囲において当業者が想定し得る各種の変形を行うことが可能である。 The above describes embodiments of the biometric information analysis system, non-transitory storage medium, and biometric information analysis method of the present invention, but the present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications that may be envisioned by a person skilled in the art can be made within the scope of the invention described in the claims.
なお、説明した実施の形態では、センサデータ取得部10が計測する生体情報として、心拍数、加速度、姿勢や歩行を用いる場合について説明したが、生体情報はこれらに限らず、例えば、脈波、血圧、生体インピーダンス、筋電位、呼吸、移動速度、角速度、気圧、光、温湿度などであってもよい。In the embodiment described above, the biometric information measured by the sensor
データの通信において失敗が生じた場合であっても、データの精度の低下と欠落とを抑止することが可能となる技術が提供される。 Technology is provided that makes it possible to prevent degradation of data accuracy and loss of data even if a failure occurs in data communication.
1、1A、1B、1C、1D…生体情報解析装置,11、11A、11B、11C、11D…制御部,13…記憶部,105…センサ,109…表示装置,110…第1代表値取得部,111…第2代表値取得部,115C、115D…使用可否判定部,116…打刻時刻監視部,131…一時格納部,132…ログ格納部,200…センサ端末,201…センサ,300、300B、300C、300D…中継端末,301…データ受信部,304、304B、304C、304D…制御部,305、305B、305C、305D…第1代表値取得部,306…第2代表値取得部,309…使用可否判定部,310…打刻時刻監視部,400…外部端末,401…データ受信部,3021…一時格納部,3022…ログ格納部,D1~D15…時系列データ1, 1A, 1B, 1C, 1D...biometric information analysis device, 11, 11A, 11B, 11C, 11D...control unit, 13...storage unit, 105...sensor, 109...display device, 110...first representative value acquisition unit, 111...second representative value acquisition unit, 115C, 115D...usability determination unit, 116...stamp time monitoring unit, 131...temporary storage unit, 132...log storage unit, 200...sensor terminal, 201...sensor, 300, 30 0B, 300C, 300D... relay terminal, 301... data receiving unit, 304, 304B, 304C, 304D... control unit, 305, 305B, 305C, 305D... first representative value acquisition unit, 306... second representative value acquisition unit, 309... usability determination unit, 310... time stamp monitoring unit, 400... external terminal, 401... data receiving unit, 3021... temporary storage unit, 3022... log storage unit, D1 to D15... time series data
Claims (7)
受信された前記時系列データを記憶する記憶部と、
受信された前記時系列データのうち所定の期間のデータに基づいて第1代表値を取得する第1代表値取得部と、
時間軸で連続する複数の前記第1代表値に基づいて第2代表値を取得する第2代表値取得部と、を備え、
前記第1代表値取得部は、前記データ受信部と前記センサ端末との間の通信においてエラーが生じた場合に、所定の条件が満たされる場合には、前記エラーが生じる前に送信され前記記憶部に記憶されたエラー前時系列データと、前記エラーが生じた後に前記センサ端末から送信されてきたエラー後時系列データと、を用いて前記第1代表値を取得し、
前記エラー前時系列データを前記第1代表値の取得に用いるか否かについて決定する使用可否判定部をさらに備え、
前記第1代表値取得部は、前記使用可否判定部で前記第1代表値の取得に用いると決定された場合に、前記エラー前時系列データを用いて前記第1代表値を取得する、生体情報解析システム。 a data receiving unit that receives time-series data of the biological information from a sensor terminal having a biological sensor that acquires the biological information;
A storage unit that stores the received time series data;
a first representative value acquisition unit that acquires a first representative value based on data for a predetermined period of the received time series data;
a second representative value acquisition unit that acquires a second representative value based on a plurality of the first representative values that are continuous on a time axis,
when an error occurs in communication between the data receiving unit and the sensor terminal, if a predetermined condition is satisfied, the first representative value acquisition unit acquires the first representative value using pre-error time series data transmitted before the error occurs and stored in the storage unit, and post-error time series data transmitted from the sensor terminal after the error occurs ;
a usability determination unit that determines whether or not the pre-error time-series data is used to obtain the first representative value,
The first representative value acquisition unit acquires the first representative value using the pre-error time-series data when the usability determination unit determines that the pre-error time-series data is to be used to acquire the first representative value.
前記第1代表値取得部は、前記データ受信部と前記センサ端末との間の通信においてエラーが生じた場合に、前記一時格納部に記憶されたエラー前時系列データと、前記エラーが生じた後に前記センサ端末から送信されてきたエラー後時系列データと、を用いて前記第1代表値を取得する、請求項1に記載の生体情報解析システム。 The storage unit further includes a temporary storage unit that temporarily stores the pre-error time series data,
The bioinformation analysis system of claim 1, wherein when an error occurs in communication between the data receiving unit and the sensor terminal, the first representative value acquisition unit acquires the first representative value using pre-error time series data stored in the temporary storage unit and post-error time series data transmitted from the sensor terminal after the error occurs.
前記使用可否判定部は、前記ログ格納部に記憶された前記ログ情報に基づき、前記エラー前時系列データを前記第1代表値の取得に用いるか否かについて決定する、請求項1に記載の生体情報解析システム。 a log storage unit configured to record log information including a procedure and a procedure time when the data receiving unit receives the time-series data from the sensor terminal;
The biological information analyzing system according to claim 1 , wherein the usability determining unit determines whether or not the pre-error time-series data is to be used to obtain the first representative value, based on the log information stored in the log storage unit.
前記使用可否判定部は、前記打刻時刻監視部における前記時刻の監視結果に基づき、前記エラー前時系列データを前記第1代表値の取得に用いるか否かについて決定する、請求項1から3のいずれか一項に記載の生体情報解析システム。 a time stamp monitoring unit that monitors a time when the time series data is acquired by the sensor terminal or a time when the time series data arrives at the data receiving unit;
The biometric information analysis system according to claim 1 , wherein the usability determination unit determines whether or not to use the pre-error time series data to obtain the first representative value based on a result of the time monitoring by the time stamp monitoring unit.
コンピュータが、受信された前記時系列データを記憶部に記録する記録ステップと、
コンピュータが、受信された前記時系列データのうち所定の期間のデータに基づいて第1代表値を取得する第1代表値取得ステップと、
コンピュータが、時間軸で連続する複数の前記第1代表値に基づいて第2代表値を取得する第2代表値取得ステップと、を有し、
コンピュータが、前記第1代表値取得ステップにおいて、前記データ受信部と前記センサ端末との間の通信においてエラーが生じた場合に、所定の条件が満たされる場合には、前記エラーが生じる前に送信され前記記憶部に記憶されたエラー前時系列データと、前記エラーが生じた後に前記センサ端末から送信されてきたエラー後時系列データと、を用いて前記第1代表値を取得し、
コンピュータが、前記エラー前時系列データを前記第1代表値の取得に用いるか否かについて決定する使用可否判定ステップをさらに有し、
前記第1代表値取得ステップでは、前記使用可否判定ステップで前記第1代表値の取得に用いると決定された場合に、前記エラー前時系列データを用いて前記第1代表値を取得する、生体情報解析方法。 a data receiving step in which the computer receives time-series data of the biological information from a sensor terminal having a biological sensor for acquiring the biological information via a data receiving unit ;
A recording step in which the computer records the received time series data in a storage unit ;
a first representative value acquisition step of acquiring a first representative value based on data for a predetermined period of the received time-series data;
a second representative value acquisition step of acquiring a second representative value based on the plurality of first representative values that are successive on a time axis ,
In the first representative value acquisition step, when an error occurs in communication between the data receiving unit and the sensor terminal, if a predetermined condition is satisfied, the computer acquires the first representative value using pre-error time series data transmitted before the error occurs and stored in the storage unit, and post-error time series data transmitted from the sensor terminal after the error occurs ;
The method further includes a use/non-use determination step of determining whether or not the pre-error time-series data is used to obtain the first representative value,
A biological information analysis method, in which in the first representative value acquisition step, if it is determined in the usability determination step that the pre-error time series data is to be used to acquire the first representative value, the first representative value is acquired using the pre-error time series data .
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